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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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 CzokNorris Verfasst am: 02. Jun 2010 22:03 Titel: Woher nimmt der Beschleunigungskondensator die Beschleunigun |
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Meine Frage:
Hallo,
mir geht der Beschleunigungskondensator seit einigen Monaten einfach nicht mehr aus dem Kopf. Ich habe ernsthafte Probleme ihn mit dem Energieerhaltungssatz in Einklang zu bringen.
Folgendes Gedankenexperiment:
Man stelle sich einen geladenen Plattenkondensator mit zwei gegenüberliegenden Löchern auf jeder Platte vor. Er sei so gut abgeschirmt, dass er sich fast nicht mehr von selbst entlädt (vielleicht 0,000000000001% pro Jahrtausend). Jetzt schickt man einen Strahl langsamer Elektronen hindurch.
Diese Werden natürlich beschleunigt.
1. Woher nimmt der Kondensator die Energie um das zu tun? (Er kann den Strahl ja bis in alle Ewigkeit beschleunigen... und somit sehr viel Energie an die vielen Elektronen verlieren...)
--- Hier habe ich gehört, dass der Kondensator die Energie zurückbekommt, wenn das Elektron sich unendlich weit entfernt hat...
2. Doch was passiert, wenn man genau im Austrittsloch eine Vorrichtung einbaut, die die Energie der Elektronen in Strom oder licht umwandelt? (z.B. eine spule, die das Magnetfeld (bewegte Ladung erzeugt Magnetfelder) durch Induktion in Strom umwandelt oder einen Floureszenzschirm, der licht erzeugt, das von einer Solarzelle in Strom umgewandelt wird?
3. Man könnte vier Kondensatoren einbauen, die auf den Seitenmittelpunkten eines Quadrats angebracht sind . Dann bräuchte man nur noch einen Strahl, der durch geschickte Ablenkung (z.B. über Permanentmagneten (wegen Lorentzkraft....)) immer so abgelenkt wird, dass er im kreis fliegt und dabei jeweils beim Durchflug eines Kondensators beschleunigt wird. (Ok, jetzt werden viele sagen, die Ablenkung ändert sich, wenn das "Elektronen-Strahl-stück" immer schneller wird: Deshalb: eine Spule "klaut" den Elektronen nach jeder Umdrehung die gewonnene energie und wandelt sie in Strom um... -> Perpetuum mobile 1. Art???? (wehe jemand sagt jetzt: der strahl streut sich ja,... -> hier gibt einfache Lösungen (z.B. Wenelt-Zylinder eizubauen, der den strahl nach jeder umdrehung wieder bündelt...)
Das selbe Problem haben wir ja beim statischen Voltmeter: Es fließt kein Strom und trotzdem zeigt es die Spannung an... Doch. WOHER KOMMT DIE ENERGIE, DEN ZEIGER ZU BEWEGEN, ZU BESCHLEUNIGEN,... Mein Lehrer blockt hier nur ab und sagt.... jaaa, da wirkt ja eine kraft auf die platten im Inneren des Voltmeters, die Kraft wird dann auf den Zeiger übertragen... Aber: Eine kraft allein reicht nicht -> man braucht doch Arbeit, also Energie, weil W=Fs... aber das kommt bei dem Mann einfach nicht an und ich will nicht unhöflich sein und weiter auf der Sache rumhacken... Vom Strom kann die Energie ja kaum kommen, weil ja keiner fließt.. Spannung allein ist noch lange keine Energie, die Zeiger bewegen kann, da E=Pt und P=UI und I ist Stromstäkre. Die ist 0, also gilt E=U*I*t <=> E=U*0*t <=> E=0, da Produkte, die 0 enthalten automatisch 0 sind. Wer zur Hölle bewegt dann den Zeiger? So ganz ohne Energie? Und Strom fließt bei dem ding wirklich nicht, weil der Stromkreis da drin wirklich getrennt ist und nur platten jeweils in die nähe des anderen Pols kommen....
Ich hab mal eine kleine Zeichnung von meinem "perpetum Mobile" mit Erklärung angefertigt. (ist auch schon nach meinem Namen "Czok Thomas" getauft als Czokomat 2000 :-) (sprich: Tschokomat 2000)...
siehe:
Alle Lehrer und Freunde, denen ich ihn gezeigt habe sagen: jaa, kann nicht funktionieren, weshalb kann mir aber niemand sagen.
Aber mal im ernst, wie funktioniert das mit dem Beschleunigungskondensator?? Ich bin langsam echt am durchdrehen wegen der ganzen Sache - nirgends gibts ne Erklärung....
Anscheinend beschleunigen auch Ablenkkondensatoren einen Stahl, weil ja eine Y-Komponente hinzu kommt. Man könnte doch ganz viele Ablenkkondensatoren hintereinander bauen, sodass sich eine Kreisbahn ergibt. Der strahl muss doch auch hier nur ein mal eingespeist werden und kreist dann ewig, und wird immer schneller.
Noch eine Idee: wenn man ein Elektron im Kondensator beschleunigt und die beiden platten kurz nach dem austritt mit einem Kabel verbindet:
Die Energie der unterschiedlichen Ladungen wird in form von wärme frei, weil das Kabel sich erhitzt. Doch wann muss das Elektron die Energie zurückzahlen, wenn doch gar kein Feld mehr vorhanden ist, von dem es im unendlichen verlangsamt wird (wegen der Potentiallienien)? Der Draht erhitzt sich ja immer gleich, je nach dem, wie viele Elektronen auf der einen Seite fehlen und auf der anderen überschüssig sind.
Bitte fangt keinen Streit untereinander an und konzentriert euch auf die Fragen, wenn ihr großzügig genug seit, mir zu antworten - DANKE!!!!! schon mal für die Mühe!
Da es viele Fragen sind, schreibt bitte immer dazu, welche frage ihr da Beantwortet (z.B. mit Zitaten aus diesem Post...)
Ich hoffe da ist jemand dabei, der wenigstens eine davon beantworten kann...
Und Leute, sorry wegen der vielen Rechtschreibfehler, bin grad zu müde die Sache korrekturzulesen, weil ich das fenster schon doppelt sehe, wenn ich mich nicht konzentriere :-)
-Gilt vor allem für groß-klein-Schreibung.... jaaa, ich weiß, die ist bei computertastaturen fürchterlich...
Meine Ideen:
Zuerst dachte ich, dass die Kondensatoren sich bei der ganzen Sache langsam aber sicher entladen, weil die elektronen dem Feld die energie enziehen.
Doch: Das Feld wird ja von den Ladungsträgern aufgebaut, die auf der platte verteilt sind (elektronenüberschuss und elektronenmangel). Die Elektronen können doch nicht einfach aus dem nichts auf eine platte kommen oder sich in luft auflösen. Ihre Anzahl ist also konstant...
Auch die feldabschwächung führt zu keinem Ergebnis. Die elektronen bilden zwar ein gegenfeld aus, aber nur solange sie im kondensator sind. Wenn sie aber ausgetreten sind und ihre energie abgegeben haben und dann nach ein par kilomtern in den nächsten kondensator reinfliegen ist die feldabschwächung längst vorbei und der kondensator hat wieder die volle feldstärke um den nächsten Ladungsträger zu beschleunigen.
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 03. Jun 2010 12:15 Titel: |
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Du nimmst an, dass außerhalb der Platten, unmittelbar vor dem Loch kein Feld ist- das ist aber falsch, weshalb dein Apparat nicht funktionieren kann. Gute Idee, aber leider zu "billig"... Die Natur lässt sich nicht austricksen!
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 13:44 Titel: |
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statisches Voltmeter fließt kein Strom?---
Ein Voltmeter ist zwar hochohmig aber das heißt noch lange nicht das kein Strom fließt. Hochohmig deswegen weil es bei der parallelschaltung den orginalwiderstand wenig verfälscht an dem man die spannung mißt.
Der Strom wird zwar gering aber nicht null, weil sonst könntest du tatsächlich keine Spannung messen.
Außerdem haben die meisten Voltmeter ja auch eine eigene Betriebsspannung unabhängig was ich messe.
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 13:54 Titel: |
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Die Energieerhaltung ist leider Grundbestandteil einer Wechselwirkung.
Wechselwirkung bedeutet immer das jeder Gewinn immer mit einen Verlust verbunden ist und jeder Verlust immer mit einem Gewinn.
Wechselwirkung ist ein Hund und zieht sich wie ein elends langer Faden durch die Physik, bzw die Natur.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 03. Jun 2010 13:58 Titel: |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | statisches Voltmeter fließt kein Strom?---
Ein Voltmeter ist zwar hochohmig aber das heißt noch lange nicht das kein Strom fließt. Hochohmig deswegen weil es bei der parallelschaltung den orginalwiderstand wenig verfälscht an dem man die spannung mißt.... |
Er meint ein elektrostatiches Voltmeter. Hier fliesst kein Strom, solange der Zeiger sich nicht bewegt, da es lediglich auf Basis der elektrostatischen Kräfte arbeitet. Jedenfalls ist für den Ausschlag kein Strom erforderlich.
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 14:09 Titel: |
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und woher kam dann die nötige Energie, die wird zwar wieder abgegeben wenn der Zeiger wieder stehen bleibt. Aber würd mich auch mal interessieren.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 03. Jun 2010 14:20 Titel: |
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weißt du wie ein statisches VM funktioniert? Wenn man pedantisch ist, kann man sagen es fliesst immer ein Strom (Kriechstrecken, etc...), aber wesentlich ist, dass man für dieses VM konzepmäßig keinen Strom braucht, um den Ausschlag aufrechtzuerhalten.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 15:06 Titel: |
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Ähm es ging hier nicht darum um den Ausschlag eines Zeigers zu halten sondern ihn zu erzeugen. Denn das für das halten keine Energie notwendig ist folgt schon das man dazu keine Arbeit benötigt.
Wie ein statisches VM funktioniert hab ich mir jetzt im schnell verfahren durchgelesen.
Durch die Coloumbkraft gibts durch die angelegte Spannung eine Kraft vom elektrostatischen Feld die eine Feder und somit den Ausschlag im Gleichgewicht hält. Dabei fließt natürlich über die Elektroden kein Strom.
Die Frage ist aber was passiert beim anlegen der Spannung an die Elektroden wodurch es dann zur zusammendrücken der Feder und somit zum Ausschlag kommt.
Die Frage ist nun kommt die Energie vom elektrostatischen Feld oder kommst sie von der angelegten Spannung zwischen den Elektroden, egal wie hier muß kurzzeitig strom fließen.
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 18:18 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Du nimmst an, dass außerhalb der Platten, unmittelbar vor dem Loch kein Feld ist- das ist aber falsch, weshalb dein Apparat nicht funktionieren kann. Gute Idee, aber leider zu "billig"... Die Natur lässt sich nicht austricksen! |
Da ist natürlich ein Feld, allerdings ist dieses Feld viel viel viel viel schwächer, als das Homogene Feld im Inneren des kondensators (laut mienes Schulbuches jedenfalls), sodass die Elektronen ihre Energie erst dann abgegeben hagen, wenn sie sich unendlich weit von kondensator entfernt haben. Dazu haben sie aber keine Glegenheit, weil sie umgelenkt werden und die Energie an die Spule abgeben (die sie zu El. Strom umwandelt).
Währe es so, wie du sagst (also, dass hinter dem Loch ein feld ist, das sich die Beschleunigungsenergie unmittelbar nach dem Austritt zurückholt) währe kein Beschleunigungskondensator möglich. Den habe ich aber schon mit eigenen augen gesehen (bei der Brwonschen röhre).
Deshalb stellt sich wieder die Frage: Woher nimmt (leiht) sich der Kondensator die energie, die er dem Beschleunigten elektron auf den Weg gibt (was der Kondensator nicht weiß ist, dass diese Kinetische Mehr-Energie des elektrons wieder geklaut wird, sobalt es ein paar kilometer zurückgelegt hat.
Ist die Modelvorstellung nicht ausreichend? Welcher Effekt (oder welche bessere Modelvorstellung) erklärt die ganze Sache?? Ein einfacher name oder ein Stichwort würde schon reichen. Das Rechergieren und so schaffe ich schon.
Wird der Kondensator nun schwächer?? (wenn ja, WARUM????) Woher holt sich das Feld neue Feldenergie, die es zum Beschleunigen der Elektronen verbraucht hat?
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 18:31 Titel: Statisches Voltmeter ist kein Drehspulen-Messinstrument |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | statisches Voltmeter fließt kein Strom?---
Ein Voltmeter ist zwar hochohmig aber das heißt noch lange nicht das kein Strom fließt. Hochohmig deswegen weil es bei der parallelschaltung den orginalwiderstand wenig verfälscht an dem man die spannung mißt.
Der Strom wird zwar gering aber nicht null, weil sonst könntest du tatsächlich keine Spannung messen.
Außerdem haben die meisten Voltmeter ja auch eine eigene Betriebsspannung unabhängig was ich messe. |
Das statische Voltmeter, das wir bei den Versuchen benutzen ist ein uralter Kasten, der keine externe Stromzufuhr und keine Batterie hat. Es gibt auch keine Verbindung zwischen den beiden Messeingängen. Es kann kein Strom fließen, weil da kein geschlossener Stromkreis ist. Die Platten sind sich zwar nahe, aber berühren sich ja nicht.
Diese Platten bilden einen Plattenkondensator und auf die Platten eines Plattenkondensators wirkt ja bekanntlich eine Kraft, die benutzt wird, um den Zeigerausschlag zu verursachen.
Doch Kraft ist noch laaange nicht Energie. Und um so einen dicken, fetten Zeiger erst mal zu beschleunigen Braucht man immerhin bisschen energie. Die kann nur durch Kraft (angelegte Spannung) nicht erzeugt werden. Genaue erklärung weshalb findet man in meinem Ersten post (dem der diesen Thread aufgemacht hat)...
Und da fließt anscheinend wirklcih kein Strom (siehe wiki: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsmessger%C3%A4t#Analoge_Messger.C3.A4te
) oben bei Elektrostatische Messwerke.
Doch woher kommt diese Energie um den Zeiger zu beschleunigen????
Aaaah, ich check das alles nicht...
Anderes Beispiel: Woher, woher, woher nimmt das Elektroskop die energie für den Zeigerausschlag??
Jaa, jetzt wird manch einer wieder sagen: Wenn der Zeiger dann ankommt, wird die energie ja wieder frei, aber: Man könnte den doch kurz davor stoppen (z.B.) indem man ihn gegen ein piezzo-Element knallen lässt. Dabei entsteht Strom, der eine LED zum leuchten bringen kann. Woher kam nun die Energie für das Licht der LED??? (es floss ja kein Strom)
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 18:34 Titel: |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | Die Energieerhaltung ist leider Grundbestandteil einer Wechselwirkung.
Wechselwirkung bedeutet immer das jeder Gewinn immer mit einen Verlust verbunden ist und jeder Verlust immer mit einem Gewinn.
Wechselwirkung ist ein Hund und zieht sich wie ein elends langer Faden durch die Physik, bzw die Natur. |
Jaa, das ist mir auch klar (wird uns ja schließlich seit Jahren eingetrichtert :-)
Doch: Wie kommt es hier zur energieerhaltung? Auf welche Weise Kompensiert ein Beschleunigungskondensator, der an keine Spannungquelle angeschlossen ist, den energieverlust für die beschleunigung der elektronen, wenn ihre Kinetische enerige anschließend zu Licht oder so umgewandelt wird?
Ich glaube auch, dass der EES stimmt, aber wie wird er in deisem Fall durchgesetzt??
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 18:37 Titel: |
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Na sicher wird der Kondensator schwächer.
--> de.wikipedia.org/wiki/Elektrostatik
siehe elektrisches Feld eines plattenkondensators.
Dem Feld wird hier klarerweise Energie entzogen. Und woraus ergibt sich das Feld eines Plattenkondensators?.
Les das nochmal auf wikipedia durch.
Was mich interessiert wo nun wirklich die energie herkommt die den Zeiger beim statischen Voltmeter bewegt.
kommt dieses aus den E Feld oder aus der angelegten Spannung an den Elektroden.
Wenn nun während der ganzen zeit kein strom fließt zwischen den Elektroden dann muß sie aus den EFeld kommen und es schwächen.
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 18:44 Titel: |
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Was heißt die Energieerhaltung wird uns eingetrichtert.
Leg doch mal 15 Euro in deinen Safe. Und schau nach zehn Jahren nach. glaubst du das diese sich vermehrt haben oder verschwunden sind  .
Die Chance ist sehr gering, wenn ja dann wirsd du wohl annehmen das hier wer was reingelegt oder weggenommen hat. aber sich das ganze nicht in Nichts aufgelöst hat.
Die Energieerhaltung kann man wohl bestens ausdrücken mit den Worten.
Von Nichts kommt Nichts. Und das leuchtet wohl jeden mit Logik ein.
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 18:44 Titel: Kriechströme reichen nicht als Erklärung |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | weißt du wie ein statisches VM funktioniert? Wenn man pedantisch ist, kann man sagen es fliesst immer ein Strom (Kriechstrecken, etc...), aber wesentlich ist, dass man für dieses VM konzepmäßig keinen Strom braucht, um den Ausschlag aufrechtzuerhalten. |
Hmm das ist schon was interessantes.... Cool, DANKE!!!!
Aber: Der isolator ist in dem Fall ja luft -> ziemlich hohe Kriechstromfestigkeit
Wenn man die Luft aber rausevakuiert (das VM in eine Vakuumröhre einbaut, können keine Kriechströme mehr fließen ((oder halt nur sehr sehr sehr sehr geringe, weil ein hochvakuum zu teuer ist) die aber nicht ausreichen, um den zeiger auch nur einen millimeter zu bewegen)))
Auch die Sache mit dem Beschleunigungskondensator um die es mir eigentlich geht, ist damit noch nicht geklärt.
Und im Elektroskop hat man ja auch einen Zeigerausschlag. Her bringen Kirechströme ja nichts, weil keine Potentialdifferenz zwischen gehäuse und zeiger existier (sind ja schon leitend verbunden)
Also können Kirechströme nicht wirklich als Erklärung herhalte.
Andere Ideen? Irgendwas?
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 18:52 Titel: |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | Ähm es ging hier nicht darum um den Ausschlag eines Zeigers zu halten sondern ihn zu erzeugen. Denn das für das halten keine Energie notwendig ist folgt schon das man dazu keine Arbeit benötigt.
Wie ein statisches VM funktioniert hab ich mir jetzt im schnell verfahren durchgelesen.
Durch die Coloumbkraft gibts durch die angelegte Spannung eine Kraft vom elektrostatischen Feld die eine Feder und somit den Ausschlag im Gleichgewicht hält. Dabei fließt natürlich über die Elektroden kein Strom.
Die Frage ist aber was passiert beim anlegen der Spannung an die Elektroden wodurch es dann zur zusammendrücken der Feder und somit zum Ausschlag kommt.
Die Frage ist nun kommt die Energie vom elektrostatischen Feld oder kommst sie von der angelegten Spannung zwischen den Elektroden, egal wie hier muß kurzzeitig strom fließen. |
Gutes argument, das meine Aussage noch mal unterstreicht (dass Kriechströme nicht wirklcih eine Erklärung sind)...
Die Frage ist eigentlich, woher die energie überhaupt kommt, bzw, wie das Feld die Energie "zurückholt". Und: Wenn es vom Elektrostatischen Feld kommt: Das elektrostatische Feld hat ja auch nur eine Begrenzte energiemenge Gespeichert ((Eel = 0,5 * C * U*U), wobei C=Kapazität in Farad, U=Spannung in Volt und Eel=Energiegehalt eines geladenen Plattenkondensators in Joule)
Also kann so ein feld nicht Ewig beschleunigungsarbiet verrichten (wie in meinem Apparat). Doch woher holt sich der kondensator die neue Energie? So ganz ohne Spannungquelle?
Und vor allem: Wenn die Ladung C kleiner werden sollte? Wohin kommen dann die Elektronen? Was ist mit der Massenerhaltung??
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 19:08 Titel: |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | Na sicher wird der Kondensator schwächer.
--> de.wikipedia.org/wiki/Elektrostatik
siehe elektrisches Feld eines plattenkondensators.
Dem Feld wird hier klarerweise Energie entzogen. Und woraus ergibt sich das Feld eines Plattenkondensators?.
Les das nochmal auf wikipedia durch.
Was mich interessiert wo nun wirklich die energie herkommt die den Zeiger beim statischen Voltmeter bewegt.
kommt dieses aus den E Feld oder aus der angelegten Spannung an den Elektroden.
Wenn nun während der ganzen zeit kein strom fließt zwischen den Elektroden dann muß sie aus den EFeld kommen und es schwächen. |
hmm, aber die Feldstärke hängt doch mit der Spannung bzw. Ladung zusammen über: (E = U/d ), wobei d=Plattenabstand und E=feldstärke in Newton durch Columb.
Die Spannung kann sich beim Statischen VM ja nicht ändern, weil sie von außen angelegt ist. Wenn das Feld also arbeit verrichtet, um den zeiger zu bewegen heißt das: (Wie feldstärke wird kleiner? -> spannung wird keliner?) Wie soll das geschehen, ohne dass strom fließt?
Und wenn keine Spannungsquelle angeschlossen ist: Lösen sich die Ladungsträger auf den Platten in luft auf (sie erzeugen ja das Feld, das angeblich schwächer wird)
Es gilt ja: (U=Q/C) Q sei die Ladung in Columb und C die KApazität in Farad.
setzt man das und in E= U/d ein, kommt heraus, E=(Q/C)/d
d ist der Abstand, also konstant
C ist die KApazität, also konstant
Bleibt nur noch Q, das sich ändern muss, wenn die feldstärke sich ändert, wie du behauptest.
Aber wie ändert sich Q? Die Ladungträger haben ja eine Masse und die kann nicht einfach verschwinden, damit sich alles an die Feldtärke anpasst...
Was ist mit E=m*c*c? Immerhin haben die Elektronen oder Ionen, oder was auch imme für ladungstärger ja eine Masse... Was passiert mit der Energie? Wird die auch frei? In wlecher form??
Wie soll ich die Wirkung der Wikipedia-Formel http://upload.wikimedia.org/math/9/d/7/9d74f276c56df75c07781baf20133ade.png verstehen?
Trifft die in diesem Fall überhaupt zu?
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Einfallspinsel
Gast
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| Einfallspinsel Verfasst am: 03. Jun 2010 19:09 Titel: |
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hast du dir meinen link durchgelesen.
speziell ganz unten Energie eines elektrischen Feldes.
ich bin zwar kein Guru in Elektrotechnik, aber im Prinzip ist alles eigentlich Bewegungsenergie und potentielle Energie wie in der klassischen Mechanik nur das hier etwas kleiner Materie in Bewegung ist.
Wenn du hier Ladungen verschiebst steigt die Potentielle Energie, wenn du hier Ladungen beschleunigst dann wird die Potentielle Energie weniger.
Im Prinzip ist Spannung nix anderes als Druck potentielle Energie die durch getrennte Ladungen entsteht und nur darauf wartet wieder in Bewegungsenergie umgewandelt zu werden und sich dadurch im Feld wieder ausgleichen zu können.
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 19:29 Titel: Was Passiert mit den Elektronen, die das Feld erzeugen? |
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| Einfallspinsel hat Folgendes geschrieben: | hast du dir meinen link durchgelesen.
speziell ganz unten Energie eines elektrischen Feldes.
ich bin zwar kein Guru in Elektrotechnik, aber im Prinzip ist alles eigentlich Bewegungsenergie und potentielle Energie wie in der klassischen Mechanik nur das hier etwas kleiner Materie in Bewegung ist.
Wenn du hier Ladungen verschiebst steigt die Potentielle Energie, wenn du hier Ladungen beschleunigst dann wird die Potentielle Energie weniger.
Im Prinzip ist Spannung nix anderes als Druck potentielle Energie die durch getrennte Ladungen entsteht und nur darauf wartet wieder in Bewegungsenergie umgewandelt zu werden und sich dadurch im Feld wieder ausgleichen zu können. |
Das erklärt aber immer noch nicht, was mit den Ladungsträgern Passiert, die für das Feld verantwortlich sind und direkt mit der Feldstärke zusammenhängen.
Außerdem wird doch auch im Elektroskop eine Zeigerbewegung verursacht. Wo kommt da die Energie her?
Und vor allem: Das Elektron bekommt doch jedes mal, wenn es in einen Kondensator hineinfliegt neue Potentielle energie, oder? Dann kann es diese auch jedes mal in Ekin und damit in licht oder so umwaneln... Wenn sich die Elektronen nicht in luft auflösen, verursachen sie doch wieder ein neues feld, sobald die elektronen ausgetreten sind...
Sind wir wieder beim Perpetuum Mibile 1. Art??
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 03. Jun 2010 21:28 Titel: |
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Zu deinem ersten Problem:
| CzokNorris hat Folgendes geschrieben: | | schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Du nimmst an, dass außerhalb der Platten, unmittelbar vor dem Loch kein Feld ist- das ist aber falsch, weshalb dein Apparat nicht funktionieren kann. Gute Idee, aber leider zu "billig"... Die Natur lässt sich nicht austricksen! |
Da ist natürlich ein Feld, allerdings ist dieses Feld viel viel viel viel schwächer, als das Homogene Feld im Inneren des kondensators (laut mienes Schulbuches jedenfalls), sodass die Elektronen ihre Energie erst dann abgegeben hagen, wenn sie sich unendlich weit von kondensator entfernt haben. Dazu haben sie aber keine Glegenheit, weil sie umgelenkt werden und die Energie an die Spule abgeben (die sie zu El. Strom umwandelt).
Währe es so, wie du sagst (also, dass hinter dem Loch ein feld ist, das sich die Beschleunigungsenergie unmittelbar nach dem Austritt zurückholt) währe kein Beschleunigungskondensator möglich. Den habe ich aber schon mit eigenen augen gesehen (bei der Brwonschen röhre).
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Moment - bei der Brown'schen Röhre liegt die Anode ja auf gleichem Potenzial wie der Leuchtschirm Deshalb ist nach dem Loch klarerweise kein Feld. Aber deine zwei Platten sind ja symmetrisch aufgebaut, und deshalb muss der Potenzialverlauf etwa so aussehen, wie im Bild.
Du darfst nicht Äpfel mit Birnen vermischen.
Es wäre so, als ließest du Wasser einen Berg runterfliessen und wenn es unten angelangt ist, befindet es plötzlich auf einem anderen, gleich hohen Berg , ohne einen weiteren Anstieg durchgemacht zu haben. Das geht eben nicht - weder mit Wasser noch mit Ladungen. 
Übrigens:
| Zitat: | | Da ist natürlich ein Feld, allerdings ist dieses Feld viel viel viel viel schwächer, als das Homogene Feld im Inneren des kondensators |
Nicht alles was Lehrer und Physikbücher behaupten ist richtig...Physiklehrer sind besonders oft das Opfer falscher Überlegungen, die sich jahrzehnte Jahre halten ohne dass sie jemand korrigiert 
Zum statischen Volmeter:
Natürlich kommt die Energie um den Zeiger zu bewegen aus der zu messenden Spannung bzw. der Strom- bzw. Ladungsquelle die dahinter steckt. Woher denn sonst?
| Beschreibung: |
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 03. Jun 2010 21:55 Titel: Kein Schirm beim Fandenstrahlrohr |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | Zu deinem ersten Problem:
| CzokNorris hat Folgendes geschrieben: | | schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Du nimmst an, dass außerhalb der Platten, unmittelbar vor dem Loch kein Feld ist- das ist aber falsch, weshalb dein Apparat nicht funktionieren kann. Gute Idee, aber leider zu "billig"... Die Natur lässt sich nicht austricksen! |
Da ist natürlich ein Feld, allerdings ist dieses Feld viel viel viel viel schwächer, als das Homogene Feld im Inneren des kondensators (laut mienes Schulbuches jedenfalls), sodass die Elektronen ihre Energie erst dann abgegeben hagen, wenn sie sich unendlich weit von kondensator entfernt haben. Dazu haben sie aber keine Glegenheit, weil sie umgelenkt werden und die Energie an die Spule abgeben (die sie zu El. Strom umwandelt).
Währe es so, wie du sagst (also, dass hinter dem Loch ein feld ist, das sich die Beschleunigungsenergie unmittelbar nach dem Austritt zurückholt) währe kein Beschleunigungskondensator möglich. Den habe ich aber schon mit eigenen augen gesehen (bei der Brwonschen röhre).
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Moment - bei der Brown'schen Röhre liegt die Anode ja auf gleichem Potenzial wie der Leuchtschirm Deshalb ist nach dem Loch klarerweise kein Feld. Aber deine zwei Platten sind ja symmetrisch aufgebaut, und deshalb muss der Potenzialverlauf etwa so aussehen, wie im Bild.
Du darfst nicht Äpfel mit Birnen vermischen.
Es wäre so, als ließest du Wasser einen Berg runterfliessen und wenn es unten angelangt ist, befindet es plötzlich auf einem anderen, gleich hohen Berg , ohne einen weiteren Anstieg durchgemacht zu haben. Das geht eben nicht - weder mit Wasser noch mit Ladungen.
Übrigens:
| Zitat: | | Da ist natürlich ein Feld, allerdings ist dieses Feld viel viel viel viel schwächer, als das Homogene Feld im Inneren des kondensators |
Nicht alles was Lehrer und Physikbücher behaupten ist richtig...Physiklehrer sind besonders oft das Opfer falscher Überlegungen, die sich jahrzehnte Jahre halten ohne dass sie jemand korrigiert
Zum statischen Volmeter:
Natürlich kommt die Energie um den Zeiger zu bewegen aus der zu messenden Spannung bzw. der Strom- bzw. Ladungsquelle die dahinter steckt. Woher denn sonst? |
Hmm, das Bild ist interessant. - Wo hast du das her? Cool... So sieht also der verlauf der Potenziellen Energie eines geladenenn Teilchens im Plattenkondensator aus? Danke!!!
Hmm, das könnte die Lösung sein, die meinen Apparat endlcih zu nichte macht....
Aber: was ist mit dem Fadenstrahlrohr? Da ist kein leuchtschirm hinter der Anode (der das tiefe Potenzial sozusagen fortsetzt) und der Elektronenstrahl wird trotzdem aus dem Kondensator heraus beschleunigt...
Und vor allem:
Es erklärt immer noch nicht, woher der Kondensator die Energie nimmt, um das elektron zu beschleunigen... (bzw. anders ausgedrückt, woher der kondensator die Energie nimmt, um dem Teilchen seine "neue" potenzielle energie nimmt. Und wie holt der Kondensator die energie zurück, wenn man die elektronen kurz nach dem austreten gegen etwas knallen lässt, das sich dann erwärmt. Dann ist die Feldenergie in wäreme verwandelt, oder wie? Also wird die elektrische Feldstärke geringer? Was passiert dann mit dem Ladungsträgern, deren Anzahl ja direkt proportional zur Feldstärke ist?
Zum Statischen Voltmeter:
Du schreibst, dass das Voltmeter die energie aus der Spannungsquelle nimmt? Aber wie? Es fließt ja kein strom... Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsmessger%C3%A4t#Analoge_Messger.C3.A4te (die nennen das elektrostatische messwerke).
Energie = Leistung *Zeit (E = P*t) und P * U * I also :
E = U * I * t (wenn man U * I für P einsetzt) das zeigt eindeutig: Ohne stromfluss keine Energie, also keine möglichkeit einen dicken, fetten Zeiger zu beschleunigen, damit er ausschlägt. Allerdings muss ich zugeben, dass sich beim statischen VM ein feld ausbaut, und die Zeigerbeschleunigungsarbeit eindeutig vom Feld geleistet wird. Doch woher nimmt das Feld die energie, wenn icht aus der stromquelle???
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 05. Jun 2010 21:03 Titel: Re: Kein Schirm beim Fandenstrahlrohr |
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| CzokNorris hat Folgendes geschrieben: |
Aber: was ist mit dem Fadenstrahlrohr? Da ist kein leuchtschirm hinter der Anode (der das tiefe Potenzial sozusagen fortsetzt) und der Elektronenstrahl wird trotzdem aus dem Kondensator heraus beschleunigt...
Wie das Feld nach der Anode konkret aussieht hängt natürlich von der detaillierten Geometrie ab. Mein Beispiel ist ja eher qualitativ zu sehen. Je kleiner der Plattenabstand im Vergleich zum Radius der Platte ist, umso schwächer ist das externe Feld. Das ändert aber nichts am Energieerhaltungssatz. Du wirst keine Potenzialverteilung nach den Gesetzen der Physik finden können, die zu einer Verletzung der Energieerhaltung führen könnte, da dieses Prinzip schon tief tief in den Gleichungen für das elektrische Potenzial drin steckt. Sinnlos danach zu suchen, solange du akzeptierst, wie man Felder aus Ladungsverteilungen berechnet (Poisson Gleichung).
Und vor allem:
Es erklärt immer noch nicht, woher der Kondensator die Energie nimmt, um das elektron zu beschleunigen... (bzw. anders ausgedrückt, woher der kondensator die Energie nimmt, um dem Teilchen seine "neue" potenzielle energie nimmt. Und wie holt der Kondensator die energie zurück, wenn man die elektronen kurz nach dem austreten gegen etwas knallen lässt, das sich dann erwärmt. Dann ist die Feldenergie in wäreme verwandelt, oder wie? Also wird die elektrische Feldstärke geringer? Was passiert dann mit dem Ladungsträgern, deren Anzahl ja direkt proportional zur Feldstärke ist?
Du machst hier einen Denkfehler: Bei jeder Kathodenstrahlröhre werden ständig Ladungsträger erzeugt. Diese führen zu einem mehr oder weniger konstanten Strom von Kathode zu Anode - z.B. 1mA. Die Spannung wird konstant gehalten - z.B. auf 1kV. Die Leistung ist daher P=U*I = 1W. Die Energie für das Beschleunigen der Ladungsträger kommt daher aus der Spannungsquelle.
Hast du dagegen ein aufgeladenes Plattenpaar ohne Spannungsquelle, so führt die Wanderung eines herausgelösten Elektrons von der Kathode zur Anode zu einem kleineren Feld. Die Änderung der Feldenergie steckt dann in der Bewegungsenergie des Elektrons.
Zum Statischen Voltmeter:
Du schreibst, dass das Voltmeter die energie aus der Spannungsquelle nimmt? Aber wie? Es fließt ja kein strom... Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsmessger%C3%A4t#Analoge_Messger.C3.A4te (die nennen das elektrostatische messwerke).
Energie = Leistung *Zeit (E = P*t) und P * U * I also :
E = U * I * t (wenn man U * I für P einsetzt) das zeigt eindeutig: Ohne stromfluss keine Energie, also keine möglichkeit einen dicken, fetten Zeiger zu beschleunigen, damit er ausschlägt. Allerdings muss ich zugeben, dass sich beim statischen VM ein feld ausbaut, und die Zeigerbeschleunigungsarbeit eindeutig vom Feld geleistet wird. Doch woher nimmt das Feld die energie, wenn icht aus der stromquelle???
eben aus der Stromquelle. Wo ist das Problem? Während der Zeiger sich bewegt hast du ja einen Stromfluss, da sich der Kondensator auflädt.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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CzokNorris
Anmeldungsdatum: 02.06.2010
Beiträge: 11
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| CzokNorris Verfasst am: 05. Jun 2010 21:54 Titel: Re: Kein Schirm beim Fandenstrahlrohr |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | CzokNorris hat Folgendes geschrieben: |
Aber: was ist mit dem Fadenstrahlrohr? Da ist kein leuchtschirm hinter der Anode (der das tiefe Potenzial sozusagen fortsetzt) und der Elektronenstrahl wird trotzdem aus dem Kondensator heraus beschleunigt...
Wie das Feld nach der Anode konkret aussieht hängt natürlich von der detaillierten Geometrie ab. Mein Beispiel ist ja eher qualitativ zu sehen. Je kleiner der Plattenabstand im Vergleich zum Radius der Platte ist, umso schwächer ist das externe Feld. Das ändert aber nichts am Energieerhaltungssatz. Du wirst keine Potenzialverteilung nach den Gesetzen der Physik finden können, die zu einer Verletzung der Energieerhaltung führen könnte, da dieses Prinzip schon tief tief in den Gleichungen für das elektrische Potenzial drin steckt. Sinnlos danach zu suchen, solange du akzeptierst, wie man Felder aus Ladungsverteilungen berechnet (Poisson Gleichung).
Und vor allem:
Es erklärt immer noch nicht, woher der Kondensator die Energie nimmt, um das elektron zu beschleunigen... (bzw. anders ausgedrückt, woher der kondensator die Energie nimmt, um dem Teilchen seine "neue" potenzielle energie nimmt. Und wie holt der Kondensator die energie zurück, wenn man die elektronen kurz nach dem austreten gegen etwas knallen lässt, das sich dann erwärmt. Dann ist die Feldenergie in wäreme verwandelt, oder wie? Also wird die elektrische Feldstärke geringer? Was passiert dann mit dem Ladungsträgern, deren Anzahl ja direkt proportional zur Feldstärke ist?
Du machst hier einen Denkfehler: Bei jeder Kathodenstrahlröhre werden ständig Ladungsträger erzeugt. Diese führen zu einem mehr oder weniger konstanten Strom von Kathode zu Anode - z.B. 1mA. Die Spannung wird konstant gehalten - z.B. auf 1kV. Die Leistung ist daher P=U*I = 1W. Die Energie für das Beschleunigen der Ladungsträger kommt daher aus der Spannungsquelle.
Hast du dagegen ein aufgeladenes Plattenpaar ohne Spannungsquelle, so führt die Wanderung eines herausgelösten Elektrons von der Kathode zur Anode zu einem kleineren Feld. Die Änderung der Feldenergie steckt dann in der Bewegungsenergie des Elektrons.
Zum Statischen Voltmeter:
Du schreibst, dass das Voltmeter die energie aus der Spannungsquelle nimmt? Aber wie? Es fließt ja kein strom... Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsmessger%C3%A4t#Analoge_Messger.C3.A4te (die nennen das elektrostatische messwerke).
Energie = Leistung *Zeit (E = P*t) und P * U * I also :
E = U * I * t (wenn man U * I für P einsetzt) das zeigt eindeutig: Ohne stromfluss keine Energie, also keine möglichkeit einen dicken, fetten Zeiger zu beschleunigen, damit er ausschlägt. Allerdings muss ich zugeben, dass sich beim statischen VM ein feld ausbaut, und die Zeigerbeschleunigungsarbeit eindeutig vom Feld geleistet wird. Doch woher nimmt das Feld die energie, wenn icht aus der stromquelle???
eben aus der Stromquelle. Wo ist das Problem? Während der Zeiger sich bewegt hast du ja einen Stromfluss, da sich der Kondensator auflädt.
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Wow, cool, danke... Der Beitrag löst so ziemlich alle meine Fragen...
Hab beim statischen VM den Wald vor lauter Bäumen nicht gesehen - ist doch klar, dass die Platten im VM erst man einen Stromfluss erzeugen, sobald man es anschließt. Es ist halt nur kein "normaler" Stromfluss, weil kein einziges Elektron vom einen Anschluss zum anderen Wandert - es ist eher so, dass der Kondensator einen Teil der überschüssigen elektronen auf der einen seite aufnimmt und einen teil der fehlenden elektronen der anderen Seite mit eingenen Elektronen (die schon auf der Platte gesessen sind) nachfüllt. -> Ein Quasi-Stromfluss, der die Ladungstrennung ein wenig abschwächt (zusätzlich auf die Kondensatorplatten des statischen VM aufteilt) und der Spannungsquelle somit energie entzieht, die die Potentialdifferenz wieder auf nennspannung auffült (und dabei die platten noch mal ein bisschen nachfüllt). Diese energie Bringt das Feld (der Kondensator) dann auf, um die platten einander näherkommen zulassen (es wirkt ja eine anziehungskraft). Diese Bewegung wird dann auf den Zeiger übertragen. Yeah, ich habs gepeilt - DANKE Schnudl!!!!!!!
Ok, ich glaub ich versteh jetzt auch das mit den Kondensatoren. Um den Kondensator ist sozusagen en Bereich geringen Potenzials in den die Elektronen reinkommen, nachdem sie beschleunigt wurden. Da kann ich nicht ohne weiteres noch mehr Kondensatoren reinbauen, die sie wieder beschleunigen (es sei denn ich lade sie noch stärker auf), was aber auf dauer nicht gut geht... Die Poisson-Gleichung versthe ich so auf anhieb noch nicht (wir haben noch keine so komplizierten Differentialgleichungen gemacht), werde aber versuchen, sie stück für stück auseinander zu nehmen.
Hab ich das so richtig verstanden?
und gilt das auch, wenn nicht der beschriebene Fall:
| schnudl hat Folgendes geschrieben: |
Hast du dagegen ein aufgeladenes Plattenpaar ohne Spannungsquelle, so führt die Wanderung eines herausgelösten Elektrons von der Kathode zur Anode zu einem kleineren Feld. Die Änderung der Feldenergie steckt dann in der Bewegungsenergie des Elektrons.
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eintritt, sondern auch in folgendem:
Wenn in beiden Platten ein loch ist, wo ich elektronen reinschießen kann, die dann vom Feld beschleunigt werden und durch das andere Loch wieder herausfliegen? (ohne dass die Platten an eine Spannungsquelle angeschlossen sind)
Da wird das Feld doch nicht schwächer, weil die Anzahl der Ladungsträger auf den Platten ja gleich bleibt. Woher nimmt das Feld dann die energie?
Wird die Feldstärke geringer? Wenn die Feldstärke geringer wird, wird dann auch die Ladung geringer? - muss sie ja eingentlich, weil die Ladungsträger das Feld erzeugen und direkt mit der Feldstärke zusammenhängern. Was passiert mit den Ladungsträgern, falls die Feldstärke doch geringer wird?
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 06. Jun 2010 05:09 Titel: |
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Auf deine letzte Frage:
In Zeitschritten:
1)
Das Elektron fliegt aus einer vorerst großen Distanz in die Anordnung durch ein Loch der linken Platte hinein. Da sich in deren unmittelbaren Umgebung nun mehr Ladungsträger befinden (es ist ja unerheblich, ob sich die Zusatzladung auf der Platte selbst befindet oder in deren Umgebung) steigt auch das Feld im Kondensator entsprechend an. Das bedeutet höhere Energie. Woher kommt diese Energie? Aus der kinetischen Energie des einfallenden Teilchens. Dieses wird nämlich abgrebremst, da die Platte ein höheres Potenzial hat als die unendlich entfernte Umgebung. Genau das ist der Punkt, der dein "Perpetue Mobile" nicht funktionieren lässt.
2)
Fliegt das Teilchen nun zur rechten Platte weiter, so wird es wieder beschleunigt und erhält seine kinetische Energie zu Lasten der Energie im Kondensator zurück. Das Fekd sinkt.
3)
In einer großen Distanz nach dem Austritt hat das Teilchen und auch der Kondensator die gleiche Energie wie vorher: Gleiche Geschwindigkeit, gleiches Feld.
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